CN1941222A - 一种制造高强度耐热铝合金线的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制造高强度耐热铝合金线的方法，属电工材料的制造技术领域。其特点是精选合金成份和含量，控制工艺，实现制造高強度铝合金线，具体是：选用不同重量百分数的锆、铜、铁，硅，稀土；将杂质含量不超过0.02％的铝锭(硅、铁、铜除外)，放入炉中熔化；加入合金化的添加元素；经搅拌、精炼、炉前成分快速分析；入连铸机浇铸，轧成铝合金杆；並拉制成铝合金圆线；经调质热处理，冷却后完成铝合金圆线的制造。实施本发明后，性能指标满足了在建的三峡大跨越设计要求，可以投入使用，直接为西电东输建设服务，是一个可直接服务社会建设的发明。
Description
技术领域
属电工材料的制造技术领域，确切地说是一种高强度耐热铝合金圆线的制造技术。
背景技术
目前，国内制造高强度耐热铝合金圆线的技术水平(以直径4.2mm为例)，其机、电性能指标为：导电率不小于55.0％IACS，抗拉强度不小于225MPa，这种高强度耐热铝合金线的抗拉强度不能满足于我国大跨越输变电线路的设计、使用要求。在建的几条三峡跨江、河的大跨越设计要求是：导电率不小于53.0％IACS，抗拉强度不小于265MPa(以直径4.2mm为例)。所以采用现有制造技术不能满足大跨越输变电线路设计要求。
发明内容
本发明是提供一种能制造出适用于大跨越输变电线路设计、使用要求的即：导电率不小于53.0％IACS，抗拉强度不小于265MPa的，以直径4.2mm为例的一种制造高強度耐热铝合金线的方法。
本发明采取的技术方案是：
采用精选合金成份和含量，控制制造工艺，其具体是：该鋁合金成份与含量为：重量百分数0.045～0.15％的锆、0.02～0.12％的铜、0.2～0.95的％的铁，0.10～0.32％的硅，还含0.05～0.4％的稀土，其余为铝及杂质；
制造工艺为：选择杂质含量(硅、铁、铜除外)不超过0.02％重量百分数的铝锭，放入熔铝炉中熔化；熔铝中加入重量百分数为0.045～0.15％的锆、0.02～0.12％的铜、0.2～0.95％的铁，及0.05～0.4％的稀土元素，作为合金化的添加元素；经搅拌、精炼除气、造渣、除渣，用固体覆盖剂覆盖铝合金液表面，並静置35～45分钟；然后进行炉前化学成分快速分析，监测、调整以控制元素含量；经铝液流槽、连续除气炉、铝渣过滤箱、入连铸机连续浇铸，成铝合金铸条；进连轧机组连续轧成直径为9.5mm的铝合金杆；在连续、高速拉线机上，经过多道次的拉制，拉制成所需的高强度耐热铝合金圆线；在专用的热处理炉内进行调质热处理，热处理温度为130～250℃，热处理时间为180～460分钟；热处理后冷却至室温即完成高强度耐热铝合金圆线的制造。
生产工序中：
合金化处理，其铝液的温度为730～760℃。除气、精炼、连铸过程，其炉中铝合金液的温度为700～760℃。采用由轮式铜质结晶轮组成的连铸机，连续浇铸铝合金液的温度为700～750℃；结晶冷却水总压力为0.2～0.4Mpa。连轧，是采用由15机架Y型三棍式或14机架、前2机架为二棍式，后12机架为Y型三棍式(2+12)机架组成的连轧机；进轧温度为465～520℃，连轧机冷却润滑乳化液总压力为0.1～0.2MPa、温度为25～40℃；铝合金杆的终轧温度为200～340℃。拉线，其拉线速度为5～16米/秒。热处理，是采用连续性热处理炉或周期性热处理炉，热处理温度为130～250℃，其炉内温差不大于±3℃，热处理时间为180～460分钟。
实施本发明后的积极效果是：依本发明方法制造的高强度耐热铝合金圆线(以直径4.2mm为例制造)，其机、电性能的指标为：导电率不小于53.0％IACS，抗拉强度不小于265MPa。满足了在建的几条三峡跨江、河的大跨越设计要求，可以投入使用，直接为西电东输建设服务。
附图说明
图1为本发明的制造流程示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明
选择99.7％纯度的标准铝锭，其杂质含量(硅、铁、铜除外)不超过0.002％重量百分数，放入熔铝炉中熔化，加入0.045～0.15％重量百分数的锆、0.02～0.12％的铜、0.2～0.95％的铁。及0.05～0.4％的稀土作为合金化的元素，合金化温度以730～760℃为宜，经均匀化搅拌、精炼除气、铝合金液精炼温度为730～760℃，造渣、除渣，用固体覆盖剂覆盖铝合金液表面，静置35～45分钟；进行炉前化学成分快速分析，监测、调整以控制元素含量；经铝液流槽，连续除气炉、连续除气炉中铝合金液的温度以700～760℃为宜，铝渣过滤箱采用单层或双层20～40目刚玉陶瓷过滤板连续过滤，入连铸机连续浇铸，成铝合金铸条，连续浇铸铝合金液的温度为700～750℃，结晶冷却水总压力为0.2～0.4MPa，连续浇铸成的铝合金铸条，进由15机架Y型三棍式或14机架，前2机架为二棍式、后12机架为Y型三棍式(2+12)机架组成的连轧机组连续轧成直径为9.5mm的铝合金杆，铝合金铸条进轧温度为465～520℃，连轧机冷却润滑乳化液总压力为0.1～0.2MPa、温度为25～40℃，铝合金杆的终轧温度为200～340℃，在连续、高速拉线机上，拉线速度为5～16米/秒，经过多道次的拉制，拉制成所需的高强度耐热铝合金圆线。在专用的热处理炉内进行调质热处理，炉内温差不大于±3℃，热处理温度控制在130～250℃，热处理时间控制在180～460分钟，热处理后冷却至室温即完成高强度耐热铝合金圆线的制造。
实施例1
选用八吨铝锭(99.7％)，其杂质含量(硅、铁、铜除外)不超过0.02％重量百分数，放入圆形熔铝炉中熔化，同时加入0.045～0.15％重量百分数的锆、0.02～0.12％的铜、0.2～0.95％的铁，及0.05～0.4％的稀土作为合金化的元素。合金化温度为730～760℃，经均匀化搅拌、精炼除气、铝合金液精炼温度为730～760℃，造渣、除渣，用固体覆盖剂覆盖铝合金液表面，静置35～45分钟；进行炉前化学成分快速分析，监测、调整元素含量，符合要求的铝合金液经流槽、连续除气炉(连续除气炉中铝合金液的温度为700～760℃)、铝渣过滤箱(过滤板采用单层或双层20～40目刚玉陶瓷过滤板)，连续除气、过滤除渣，入连铸机连续浇铸成铝合金铸条，连续浇铸铝合金液的温度为700～750℃，结晶冷却水总压力为0.2～0.4MPa，连续浇铸成的铝合金铸条，进由15机架Y型三棍式组成的连轧机组连续轧成直径为9.5mm的铝合金杆，铝合金铸条进轧温度为465～520℃，连轧机冷却润滑乳化液总压力为0.1～0.2MPa、温度为25～40℃，铝合金杆的终轧温度为200～340℃。直径为9.5mm的铝合金杆，在连续、高速拉线机上拉制，拉线速度为5～16米/秒，经过多道次的拉制，拉制成所需的高强度耐热铝合金圆线。在专用的热处理炉内进行调质热处理，炉内温差不大于±3℃，热处理温度控制在130～250℃，热处理时间控制在180～460分钟，热处理后冷却至室温即完成高强度耐热铝合金圆线的制造。
依本发明方法制造的高强度耐热铝合金圆线(以直径4.2mm为例)，其技术性能经检测：导电率不小于53.0％IACS、抗拉强度不小于265Mpa、伸长率不小于1.5％、强度残存率不小于90％。
Claims (7)
1.一种制造高強度耐热铝合金线的方法，包含精选合金成份和含量，控制制造工艺，其特征是：
该鋁合金成份与含量为：
重量百分数0.045～0.15％的锆、0.02～0.12％的铜、0.2～0.95的％的铁，0.10～0.32％的硅，还含0.05～0.4％的稀土，其余为铝及杂质；
制造工艺为：
1)选定铝材熔化，选择除硅、铁、铜外，其杂质含量不超过0.02％重量百分数的铝锭，放入熔铝炉中熔化；
2)合金化处理，熔铝中加入重量百分数为0.045～0.15％的锆、0.02～0.12％的铜、0.2～0.95％的铁，及0.05～0.4％的稀土元素，作为合金化的添加元素；
3)除气、精炼、连铸过程，经搅拌、精炼除气、造渣、除渣后亚静置35～45分钟；然后进行炉前化学成分快速分析，监测、调整以控制元素含量；经铝液流槽、连续除气炉、铝渣过滤箱、入连铸机连续浇铸，成铝合金铸条；
4)连轧成铝合金杆，进连轧机组连续轧成直径为9.5mm的铝合金杆；
5)拉线，在连续、高速拉线机上，经过多道次的拉制，拉制成所需的高强度耐热铝合金圆线；
6)热处理，在热处理炉内进行调质热处理，热处理温度为130～250℃，热处理时间为180～460分钟；
7)多股绞合；
8)成品合金绞线。
2.根据权利要求1所述的一种制造高強度耐热铝合金线的方法，其特征是：所述的合金化处理，其铝液的温度为730～760℃。
3.根据权利要求1所述的一种制造高強度耐热铝合金线的方法，其特征是：所述的除气、精炼、连铸过程，其炉中铝合金液的温度为700～760℃。
4.根据权利要求1所述的一种制造高強度耐热铝合金线的方法，其特征是：所述的连铸，是采用由轮式铜质结晶轮组成的连铸机，连续浇铸铝合金液的温度为700～750℃；结晶冷却水总压力为0.2～0.4Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种制造高強度耐热铝合金线的方法，其特征是：所述的连轧，是采用由15机架Y型三棍式或14机架、前2机架为二棍式，后12机架为Y型三棍式机架组成的连轧机；进轧温度为465～520℃，连轧机冷却润滑乳化液总压力为0.1～0.2MPa、温度为25～40℃；铝合金杆的终轧温度为200～340℃。
6.根据权利要求1所述的一种制造高強度耐热铝合金线的方法，其特征是：所述的拉线，其拉线速度为5～16米/秒。
7.根据权利要求1所述的一种制造高強度耐热铝合金线的方法，其特征是：所述的热处理，是采用连续性热处理炉或周期性热处理炉，热处理温度为130～250℃，其炉内温差不大于±3℃，热处理时间为180～460分钟。
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